热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

核技术不仅能治病,还被“搬上了”餐桌

在中国农业科学院作物科学研究所发布“2019年中国核农学十大进展”中,核辐射诱变育种榜上有名。核能,竟与餐桌上的粮食组起CP,足够安全吗? 确定靠谱吗?

“2019年中国核农学十大进展”发布暨中国原子能农学会十届二次常务理事会线上召开

什么是核能育种?

核能育种也叫核辐射育种,简单来说就是通过核能射线的作用,破坏生物体遗传物质DNA结构,使基因改变发生。

这不就是转基因? 等等……这个真不一样。

基因改变,本质上来说是让作物表现出更多性状。比如玉米,有甜的、糯的,耐干旱的,抗倒伏的……一般来说,要把优点遗传下来,可以用传统的杂交育种、自然突变来实现。

然而考虑到作物自己过于“懒惰”,基因突变概率很小、程度也有限。于是,想要新品种、优良性状的现代农业,选择了转基因和辐射诱变育种。

杂交育种与诱变育种的流程

两者都是在基因改变上做文章,又有什么区别呢?

转基因像是道数理题,答案是固定的。科学家要对一个品种的基因进行定向改造,改成什么样,自己说了算;辐射诱变则更像是场文学考试,多得是出人意料的答案。通过诱变,作物基因的改变随机,预想不到的新品种就诞生了。

航天育种和核能育种正是辐射诱变的两大代表。不同的是,航天育种靠的是宇宙空间粒子的影响,核能育种靠射线,X射线、γ射线……

辐射诱变育种的发迹史

1927年,美国科学家发现了X射线对玉米、大麦的诱变效应;1934年,育种专家用X射线的诱变效应,成功培育出烟草突变品种,那是世界上运用辐射诱变技术的第一例“人工培育”。

之后,世界首颗原子弹在日本一“炸”成名,核技术研究也进入更多国家、科学家的视线。特别是1964年,国际原子能机构(IAEA)和联合国粮农组织(FAO)专门还成立了一个“推广部门”——核技术农业应用联合司,帮着世界各国搞核辐射诱变育种。

早期的室外活体辐射圃

我国是20世纪50年代后期加入核农学潮流,起步晚,但70年代末就步入快速发展阶段。尤其自“七五攻关”以来,核辐射等诱变技术研究与育种应用高度抬升,被列为国家或部门重点科技项目、课题。

这直接使得21世纪后,我国无论是诱变育种的数量还是种植面积,在国际上呈现较大领先优势。

据IAEA的不完全统计,在2008年全世界利用辐射诱变技术成的2320个新品种中,中国育成的多达623个,占世界总量的26.85%,年推广种植面积达1350亩,每年增加的粮食、棉花、油料等作物可创经济效益40亿元。

12年过去了,还在领跑。迄今,我国利用核技术诱变育成和审定的突变品种达1033个,超过同期国际上育成突变品种总数的三分之一,每年为国家增产粮棉油15亿公斤。“十三五”期间,我国在7种不同作物上更是诱变育成了20多个高产优质国审新品种,小麦最高亩产超过840公斤。

没错,小麦等主粮一直是我国诱变育种的重头戏。例如,在江苏省,经过核辐射诱变与杂交的扬麦158,一育成就迅速占领江苏、安徽、河南等地,是长江中下游历史上种植面积和覆盖率最大的小麦品种之一。

全面渗透的核技术

不止是核辐射诱变育种!

核技术光在农业应用中,就还有食品辐照、同位素示踪、昆虫不育、农业生态环境保护和辐照检疫等多个方面。

以食品加工为例,食品辐照被誉为21世纪绿色加工技术。材料改性、杀菌消毒、延长保质期,分分钟照射,不在话下。自1984年以来,我国开始辐照大蒜、马铃薯、洋葱、脱水蔬菜、白薯酒和肉制品等,目前每年辐照食品占全球总量的一半以上,年产值超过26亿美元。国内食品辐照无论是装置总数,还是加工能力均位居全球第一。

跳出“农业”,用途只增不减:

发电——核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上;

秦山核电站

研究堆——截至2017年12月31日,67个国家建造了797座民用研究堆。全球有57座研究堆高功率运行,提供可支持高容量产品和服务的高中子通量;

疾病诊疗——核医学用于诊断神经精神病学中的阿尔茨海默氏病;

环境治理——IAEA正利用核技术等评定塑料对海洋的影响……

看百年发展,核技术造福各业,潜力巨大。但切尔诺贝利核电站、福岛核电站泄露事故,也确实让许多人对核颇有“谈虎色变”的恐惧感。

或者说,这是一把足够锋利的刀。人类不欠缺举得起的勇气,还差些靠得住的能力。


推荐阅读

利用核技术提高斯里兰卡茶树多样性

斯里兰卡的科学家们,通过国际原子能机构 (IAEA) 的技术合作计划,现在正寻求一种核技术来克服锡兰茶发展障碍,通过增加遗传多样性来提高茶树的生产力。 2021-06-17

地毯式筛选:引导编辑实现水稻定向进化

一年多以前,可实现基因组所有12种单碱基自由转换的引导编辑技术诞生。6月10日,中国科学家在《自然—植物》发表最新研究成果,利用引导编辑技术首次在水稻中实现定向进化,并创制了可供育种的新种质。“我们筛选到了自然界中不存在的,甚至通过理化诱变和基因编辑也难以创制出来的位点。”魏鹏程说。 2021-06-14

菲律宾国家研究人员正在开发 "抗肿瘤 "的薏米作为替代主食作物

科学技术部-菲律宾核研究所(DOST-PNRI)于6月7日星期一宣布,国家研究人员正在利用辐射技术开发具有抗肿瘤和其他医疗特性的薏米,作为国家的替代粮食作物。 2021-06-10

基于果蔬原料的食品3D打印技术及其应用

3D打印也称为增材制造,是一种使用计算机辅助设计软件控制、指示数字化制造机器通过逐层添加材料的方式塑造三维物体的技术。本文对食品3D打印的原料特性、果蔬原料特性以及3D打印用果蔬浆料的关键加工技术进行了综述,有助于进一步将3D打印理论融入到食品加工领域。 2021-06-03

宇宙葡萄藤—将葡萄藤送入太空以助葡萄酒行业在气候变化中求生

在波尔多市郊Villenave-d Ornon的一个温室里,一组科学家正在培育下一代突变葡萄。这项代号为CANES的任务是由法国航空航天初创公司“太空货运无限”、波尔多大学(University of Bordeaux)著名的葡萄酒科学研究所(ISVV)、葡萄种植者Mercier和欧洲航天局(European Space Agency)共同完成的。 2021-05-31

阅读排行榜